天线及其辐射单元制造技术

技术编号:20923904 阅读:16 留言:0更新日期:2019-04-20 11:17
本发明专利技术涉及一种天线及其辐射单元。一种天线辐射单元,包括两对极化正交设置的辐射臂和支撑所述辐射臂并为所述辐射臂馈电的巴伦;所述成对设置的辐射臂呈对角设置,且同对辐射臂的外轮廓呈非中心对称设置;所述辐射臂内部设有多个第一镂空,以增加所述辐射臂的电长度。该天线辐射单元展宽了天线辐射单元的工作频段,提高了天线辐射单元的工作范围。同时,不对称的辐射臂还可以改善天线的平面波束对称性和交叉极化比,进而提升了用户体验效果。

Antenna and its radiation unit

The present invention relates to an antenna and its radiation unit. An antenna radiation unit includes two pairs of polarized orthogonal radiation arms and a balun supporting the radiation arm and feeding the radiation arm; the paired radiation arms are diagonally arranged and non-centrosymmetrically arranged with the outer contour of the radiation arm; and a plurality of first holes are arranged inside the radiation arm to increase the electric length of the radiation arm. The antenna radiation unit widens the working frequency band of the antenna radiation unit and enhances the working range of the antenna radiation unit. At the same time, the asymmetric radiation arm can also improve the symmetry and cross-polarization ratio of the planar beam of the antenna, thereby improving the user experience effect.

【技术实现步骤摘要】
天线及其辐射单元
本专利技术涉及移动通信领域,特别是涉及天线及其辐射单元。
技术介绍
伴随着移动通信的高速发展,移动通信系统的性能要求越来越高,而天线的性能直接影响着移动通信系统的整体性能。尤其是5G时代的到来,系统容量更高、传输速率更快、端到端时延更低等特点无疑也使天馈系统的设计要求更加严格,特别是天线的工作频段和方向图一致性。传统基站一般采用不同频段的辐射单元分别组成阵列以实现多频基站天线。相比于传统基站中天线的辐射单元,5G天线辐射单元的工作频段要求更宽,而且单元数量成倍于传统基站天线,而尺寸则为传统基站天线的二分之一甚至更小。并且不同于传统基站天线的单列波束覆盖,5G天线的应用场景需要激励多列单元形成合成波束覆盖,因此对各辐射单元方向图的一致性要求更高。
技术实现思路
基于此,有必要针对传统基站中天线辐射单元工作频段较窄的问题,提供一种宽工作频段和高方向图一致性的天线辐射单元及使用该天线辐射单元的天线。一种天线辐射单元,包括两对极化正交设置的辐射臂和支撑所述辐射臂并为所述辐射臂馈电的巴伦;所述成对设置的辐射臂呈对角设置,且同对辐射臂的外轮廓呈非中心对称设置;所述辐射臂内部设有多个第一镂空,以增加所述辐射臂的电长度。上述天线辐射单元,通过在辐射臂内部设置多个第一镂空增加了辐射臂的电长度,从而展宽了天线辐射单元的工作频段,提高了天线辐射单元的工作范围。同时,不对称的辐射臂还可以改善天线的平面波束对称性和交叉极化比,进而提升了用户体验效果。在其中一个实施例中,所述第一镂空沿多个方向形成;且多个所述第一镂空相互连通。在其中一个实施例中,所述辐射臂的边缘设有向辐射臂内侧凹陷的第二镂空,以增加所述辐射臂的电长度。上述天线辐射单元,通过在辐射臂外设置凹向辐射臂内的第二镂空,进一步增加了辐射臂的电长度,从而展宽了天线辐射单元的工作频段,提高了天线辐射单元的工作范围,进而提升了用户体验效果。在其中一个实施例中,所述辐射臂的外轮廓呈三角形或扇形,每个所述辐射臂在远离天线辐射单元中心的两端分别具有外轮廓角;所述一对辐射臂中,至少一个辐射臂的至少一个外轮廓角设有切角结构,以使所述同对辐射臂的外轮廓呈非中心对称设置。上述天线辐射单元,通过在辐射臂的外轮廓角设置切角结构,使该天线辐射单元中对角设置的两个轮廓臂呈中心非对称。该不对称的天线辐射单元可以改善天线的平面波束对称性和交叉极化比,从而提升用户体验效果。在其中一个实施例中,所述两对极化正交的辐射臂中,设有至少两个切角结构,且所述至少两个切角结构两两相邻,以使同对辐射臂的外轮廓呈非中心对称设置。在其中一个实施例中,所述两对极化正交的辐射臂中设有四个切角结构;所述四个切角结构两两相邻,以使所述同对辐射臂的外轮廓呈非中心对称设置。上述天线辐射单元,包括两对中心非对称的辐射臂,可以改善天线的平面波束对称性和交叉极化比,从而提升用户体验效果。在其中一个实施例中,所述两对极化正交的辐射臂中,每一辐射臂具有一馈电点;所述巴伦包括十字交叉设置的第一介质板和第二介质板,所述第一介质板和所述第二介质板上各具有馈电微带线,以支撑所述辐射臂并为所述辐射臂馈电。一种天线,包括上述任意一个实施例中所述的天线辐射单元。上述天线,包括上述任意一个实施例中的天线辐射单元。由上述天线辐射单元构成的天线可以加宽其工作频段,并优化其平面波束对称性和交叉极化比,使该天线可以满足移动通信的更高要求,提升了用户的体验效果。在其中一个实施例中,所述天线包括若干个呈阵列分布的辐射子阵;若干个所述天线辐射单元间隔排布构成一个辐射子阵。在其中一个实施例中,所述相邻两行辐射子阵呈轴对称分布。上述天线,相邻两行辐射子阵反向排列,可以使呈轴对称的两个天线辐射单元的切角结构相互远离。该设置可以通过不对称的方向图对消辐射子阵之间因距离过小而导致的方向图畸形情况,从而改善了天线波束收敛性和交叉极化比。附图说明图1为本申请一个实施例中天线辐射单元的俯视示意图。图2a为本申请一个实施例中第一介质板的第一侧面示意图。图2b为本申请一个实施例中第一介质板的第二侧面示意图。图2c为本申请一个实施例中第二介质板的第一侧面示意图。图2d为本申请一个实施例中第二介质板的第二侧面示意图。图3为本申请一个实施例中天线辐射单元的驻波仿真结果示意图。图4为本申请一个实施例中天线辐射单元的隔离度仿真结果示意图。图5为本申请一个实施例中天线的阵列结构示意图。图6为采用对称辐射单元的天线的仿真水平面辐射方向图。图7为本申请一个实施例中天线的仿真水平面辐射方向图。其中,各附图标号所代表的含义分别为:10、天线辐射单元;12、介质板;102、第一镂空;104、第二镂空;106、切角机构;110、第一辐射臂;120、第二辐射臂;122、馈电点;130、第三辐射臂;140、第四辐射臂;20、巴伦;21、第一介质板;22、第二介质板;201、第一馈电微带线;202、第一接地微带线;203、第二接地微带线;204、第二馈电微带线;205、第三接地微带线;206、第四接地微带线;210、第一槽口;212、第一凸起;214、第二凸起;220、第二槽口;222、第三凸起;224、第四凸起;30、天线;310、辐射子阵;32、第一隔离条;34、第二隔离条。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进,因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。本申请提供一种可以展宽工作频段、改善天线平面波束对称性和交叉极化比的天线辐射单元,还提供一种使用该天线辐射单元构成的天线阵列。本申请提供一种天线辐射单元10,通过电缆与主体网络电性连接,以用于发射和接收信号。如图1和图2所示,该天线辐射单元10包括成对设置的辐射臂和用于支撑辐射臂、并为辐射臂馈电的巴伦20。图1示出了天线辐射单元10的俯视结构图,该图1主要为示出辐射臂的形状结构,因此未示出巴伦20。图2a、图2b、图2c和图2d示出了巴伦20各介质板的各侧面结构。具体来说,该天线辐射单元10应至少包括一对成对设置的辐射臂。其可以包括一对成对设置的辐射臂或两对成对设置的辐射臂。图1所示的实施例中天线辐射单元10包括两对成对设置的辐射臂,并具体包括第一辐射臂110、第二辐射臂120、第三辐射臂130和第四辐射臂140。其中,第一辐射臂110和第三辐射臂130为一对辐射臂;第二辐射臂120和第四辐射臂140为一对辐射臂。本实施例以天线辐射单元10包括一对辐射臂为例,具体包括第一辐射臂110和第三辐射臂130。成对设置的第一辐射臂110和第三辐射臂130应呈对角设置,并以中心位置连接。同时,第一辐射臂110和第三辐射臂130的外轮廓呈非中心对称设置。第一辐射臂110和第三辐射臂130的内部分别设有多个镂空,该镂空凹向辐射臂边缘,以增加第一辐射臂110和第三辐射臂130的电长度。为方便描述,将设于辐射臂内部的镂空命名为第一镂空102。这里的多个指两个或两个以上。第一辐射臂110和第三辐射臂130上还应设有用于馈电的馈电点122本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线辐射单元,其特征在于,包括两对极化正交设置的辐射臂和支撑所述辐射臂并为所述辐射臂馈电的巴伦;所述成对设置的辐射臂呈对角设置,且同对辐射臂的外轮廓呈非中心对称设置;所述辐射臂内部设有多个第一镂空,以增加所述辐射臂的电长度。

【技术特征摘要】
1.一种天线辐射单元,其特征在于,包括两对极化正交设置的辐射臂和支撑所述辐射臂并为所述辐射臂馈电的巴伦;所述成对设置的辐射臂呈对角设置,且同对辐射臂的外轮廓呈非中心对称设置;所述辐射臂内部设有多个第一镂空,以增加所述辐射臂的电长度。2.根据权利要求1所述的天线辐射单元,其特征在于,所述第一镂空沿多个方向形成;且多个所述第一镂空相互连通。3.根据权利要求1所述的天线辐射单元,其特征在于,所述辐射臂的边缘设有向辐射臂内侧凹陷的第二镂空,以增加所述辐射臂的电长度。4.根据权利要求1至3任意一项所述的天线辐射单元,其特征在于,所述辐射臂的外轮廓呈三角形或扇形,每个所述辐射臂在远离天线辐射单元中心的两端分别具有外轮廓角;所述一对辐射臂中,至少一个辐射臂的至少一个外轮廓角设有切角结构,以使所述同对辐射臂的外轮廓呈非中心对称设置。5.根据权利要求4所述的天线辐射单元,其特征在于,所述两对极化正...

【专利技术属性】
技术研发人员:李奕亨王宇吕鹏飞薛锋章
申请(专利权)人:华南理工大学京信通信系统中国有限公司京信通信技术广州有限公司京信通信系统广州有限公司天津京信通信系统有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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